[发明专利]一种基于模式匹配法的拉伸式矩形波导移相器设计方法

权利要求书

1.一种基于模式匹配法的拉伸式矩形波导移相器设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据给定的目标频点，选择输入/输出矩形波导尺寸，并计算主模传输时，拉伸波导宽边最大拉伸长度的最大限值；

S1步骤中拉伸波导宽边最大拉伸长度Δa_max的最大限值为：

Δa_max＜λ_TE20-a

其中：λ_TE20为TE₂₀模式截止波长,a为拉伸波导宽边的长度；

S2、计算移相器反射系数随拉伸波导长度及拉伸长度的变化关系，并根据计算结果分别以拉伸波导长度和拉伸长度为x、y轴绘制移相器反射系数等高线灰度图；

S2步骤中根据如下公式计算移相器反射系数

式中：

其中：U为单位矩阵，D为对角矩阵，为输入波导ITE_mo模式的传输常数，为拉伸波导IITE_no模式的传输常数，a为拉伸波导宽边的长度,Δa为拉伸波导宽边拉伸长度，L为拉伸波导长度；

S3、根据给定的最大相移量，计算波导移相器主模传输条件下，拉伸长度随拉伸波导长度的变化关系，形成的曲线称为最大差相移基准线，并将该曲线叠加绘制在等高线灰度图中；

S3步骤中根据如下公式计算给定最大相移量条件下，最大拉伸长度Δa_max随拉伸波导长度的变化关系：

其中：λ₀为自由空间波长，a拉伸波导宽边的长度,Δa为拉伸波导宽边拉伸长度，L为拉伸波导长度；

S4、根据移相器反射系数等高线灰度图及最大差相移基准线，选择整个拉伸过程中，传输损耗小且灵敏度高的移相器结构尺寸参数。

2.如权利要求1所述的拉伸式矩形波导移相器设计方法，其特征在于，S1步骤中输入/输出矩形波导尺寸为传输目标频点的标准波导。

3.如权利要求1所述的拉伸式矩形波导移相器设计方法，其特征在于，S4步骤中所述选择整个拉伸过程中，传输损耗最小且灵敏度最高的移相器结构尺寸参数步骤包括，在移相器反射系数等高线灰度图中，从最大差相移基准线上任选一点作一条垂直于x轴的线段l，当选择点P对应线段l最长且线段所经过的区域颜色最浅时，该点的坐标即为移相器最优结构尺寸参数。